硅基PZT热释电厚膜红外探测器的研制

作     者：曹家强 吴传贵 彭强祥 罗文博 张万里 王书安 Cao Jiaqiang;Wu Chuangui;Peng Qiangxiang;Luo Wenbo;Zhang Wanli;Wang Shu'an

作者机构：电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室四川成都610054 四川汇源科技股份有限公司四川成都610054 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2011年第40卷第12期

页      面：2323-2327页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：工业与信息化部电子信息产业发展基金(2010301) 

主　　题：PZT厚膜 红外探测器 丝网印刷 MEMS 

摘      要：在(100)单晶Si衬底上,采用MEMS工艺和丝网印刷方法制作了锆钛酸铅(PZT)厚膜热释电红外探测器,深入研究了PZT厚膜材料的制备方法与器件加工工艺。采用四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液腐蚀Si衬底制备硅杯结构。为防止Pb和Si相互扩散,在Pt底电极与SiO2/Si衬底之间通过射频反应溅射制备了Al2O3薄膜阻挡层。采用丝网印刷在硅杯中制备了30μm厚的PZT材料,并用冷等静压技术提高厚膜的致密度,实现了PZT厚膜在850℃的低温烧结。PZT厚膜在1 kHz、25℃下的相对介电常数与损耗角正切分别为210和0.017,动态法测得热释电系数为1.5×10-8Ccm-2K-1。最后制备了敏感元为3 mm×3 mm的单元红外探测器,使用由斩波器调制的黑体辐射,在调制频率为112.9 Hz时测得器件的探测率达到最大值7.4×107cmHz1/2W-1。